Download luận án tiến sĩ ngành sinh học với đề tài: Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của một số hợp chất từ vi nấm biển phân lập tại miền Trung Việt Nam, cho các bạn tham khảo Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
PHAN THỊ HOÀI TRINH
NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ VI NẤM BIỂN PHÂN LẬP
TẠI MIỀN TRUNG VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Hà Nội – 2019

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
PHAN THỊ HOÀI TRINH
NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ VI NẤM BIỂN PHÂN LẬP
TẠI MIỀN TRUNG VIỆT NAM
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 9.42.02.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Phí Quyết Tiến
2. PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân
Hà Nội – 2019

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi và một số kết quả cùng cộng tác với một
số cộng sự khác.
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một phần đã được
công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành và được sự đồng ý sử dụng số liệu
của các đồng tác giả.
Phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Nghiên cứu sinh
Phan Thị Hoài Trinh

4. ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng nhất của
mình đến PGS.TS. Phí Quyết Tiến, Viện Công nghệ sinh học và PGS.TS. Trần Thị
Thanh Vân, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang – những người Thầy
đã luôn tận tình giúp đỡ, hướng dẫn khoa học và định hướng nghiên cứu trong suốt
quá trình tôi thực hiện và hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn cố PGS.TS. Bùi Minh Lý, người đã truyền niềm đam
mê nghiên cứu khoa học, luôn quan tâm và tạo động lực cho tôi từ những ngày đầu
thực hiện luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy, Cô ở Viện Công nghệ sinh
học đã giảng dạy, cung cấp các kiến thức mới để tôi hoàn thành các học phần và các
chuyên đề trong chương trình đào tạo.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ
đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các nội dung trong chương trình đào tạo.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Bùi Thị Hải Hà, chuyên viên phụ trách đào
tạo ở Viện Công nghệ sinh học và Chuyên viên Nguyễn Thị Minh Tâm ở Học viện
Khoa học và Công nghệ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành các hồ sơ
trong quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện NC&UDCN Nha Trang cùng
các đồng nghiệp đã luôn ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi tập trung nghiên
cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Hợp phần nhánh số 3 thuộc Dự án điều tra cơ bản
và Dự án hợp tác nghiên cứu khoa học giữa Viện NC&UDCN Nha Trang và Viện
KH&CN Hải dương Hàn Quốc đã hỗ trợ kinh phí thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm,
hỗ trợ và động viên trong suốt thời gian qua để tôi có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ
học tập và công tác chuyên môn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Nghiên cứu sinh
Phan Thị Hoài Trinh

5. iii
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan................................................................................................................i
Lời cảm ơn ..................................................................................................................ii
Mục lục...................................................................................................................... iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt.....................................................................vii
Danh mục các bảng .....................................................................................................x
Danh mục các hình.....................................................................................................xi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.....................................................................................4
1.1. Giới thiệu chung về hoạt tính sinh học từ vi nấm biển.............................4
1.1.1. Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học từ vi nấm biển........4
1.1.1.1. Chất kháng sinh..............................................................................................4
1.1.1.2. Chất gây độc tế bào ung thư ..........................................................................8
1.1.1.3. Chất chống oxy hóa......................................................................................10
1.1.1.4. Chất bảo vệ tế bào thần kinh .......................................................................11
1.1.1.5. Một số chất có hoạt tính sinh học khác........................................................12
1.1.2. Đa dạng sinh học vi nấm biển......................................................................12
1.1.3. Một số đặc tính sinh học của vi nấm biển....................................................14
1.1.4. Nghiên cứu sàng lọc vi nấm biển sinh tổng hợp hoạt chất sinh học............16
1.2. Môi trường lên men và ảnh hưởng của điều kiện lên men đến khả năng
sinh tổng hợp chất kháng sinh của vi nấm biển .......................................17
1.2.1. Đặc điểm của quá trình lên men sinh chất kháng sinh.................................17
1.2.2. Môi trường lên men vi nấm sinh kháng sinh ...............................................19
1.2.2.1. Lên men rắn..................................................................................................19
1.2.2.2. Lên men chìm ...............................................................................................20
1.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện lên men đến khả năng sinh tổng hợp chất kháng
sinh của vi nấm biển......................................................................................22
1.2.3.1. Ảnh hưởng của thời gian lên men ................................................................22
1.2.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối .....................................................................24

6. iv
1.2.3.3. Ảnh hưởng của pH .......................................................................................26
1.2.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...............................................................................27
1.2.3.5. Ảnh hưởng của nguồn carbon và nitơ..........................................................28
1.3. Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc hóa học chất chuyển hóa
thứ cấp từ vi nấm biển ...............................................................................29
1.3.1. Phân lập chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển........................................29
1.3.2. Xác định cấu trúc hóa học chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển............31
1.4. Xu hướng nghiên cứu các hoạt chất sinh học từ vi nấm biển trên thế
giới và ở Việt Nam......................................................................................32
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................37
2.1. Vật liệu và môi trường nghiên cứu...........................................................37
2.2. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................39
2.2.1. Phân lập vi nấm biển....................................................................................39
2.2.2. Đánh giá hoạt tính kháng VSV kiểm định của các chủng vi nấm biển .......39
2.2.3. Phân tích cặn chiết của các chủng vi nấm có hoạt tính kháng sinh cao.......39
2.2.4. Xác định đặc điểm hình thái và phân loại vi nấm biển................................40
2.2.5. Xác định điều kiện lên men rắn thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng
sinh của vi nấm biển.....................................................................................42
2.2.6. Phân tách các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển ........................42
2.2.6.1. Phân tách các hợp chất từ chủng vi nấm A. flocculosus 01NT.1.1.5 ..........43
2.2.6.2. Phân tách các hợp chất từ chủng vi nấm Aspergillus sp. 01NT.1.12.3 .......43
2.2.6.3. Phân tách các hợp chất từ chủng vi nấm P. chrysogenum 045-357-2 ........44
2.2.7. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển ..44
2.2.8. Xác định hoạt tính sinh học của các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi
nấm biển.......................................................................................................45
2.2.8.1. Xác định hoạt tính kháng VSV kiểm định.....................................................45
2.2.8.2. Xác định hoạt tính gây độc tế bào................................................................45
2.2.8.3. Xác định hoạt tính chống oxy hóa................................................................46
2.2.8.4. Xác định hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh..................................................47
2.2.9. Xử lý số liệu nghiên cứu ..............................................................................47
2.2.10. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát trong luận án ..................................................48

7. v
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..............................................................49
3.1. Phân lập và sàng lọc hoạt tính kháng VSV kiểm định của vi nấm biển ..49
3.1.1. Số lượng chủng vi nấm biển thu nhận theo địa điểm và nguồn phân lập .......49
3.1.2. Đặc điểm hình thái của vi nấm biển................................................................50
3.1.3. Hoạt tính kháng VSV kiểm định của vi nấm biển ..........................................58
3.2. Phân tích cặn chiết thô và xác định đặc điểm phân loại của 08 chủng
vi nấm biển tuyển chọn................................................................................62
3.2.1. Phân tích cặn chiết thô của 08 chủng vi nấm biển tuyển chọn ......................62
3.2.2. Xác định đặc điểm hình thái và phân loại 08 chủng vi nấm biển tuyển chọn.......64
3.3. Xác định điều kiện lên men rắn thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng
sinh của 03 chủng vi nấm biển tuyển chọn ................................................71
3.3.1. Khảo sát thời gian lên men.............................................................................71
3.3.2. Khảo sát nồng độ muối biển ..........................................................................73
3.3.3. Khảo sát pH ban đầu ......................................................................................76
3.4. Tách chiết, tinh sạch và xác định cấu trúc các hợp chất chuyển hóa thứ
cấp từ chủng vi nấm biển tuyển chọn............................................................78
3.4.1. Tách chiết, tinh sạch và xác định cấu trúc các hợp chất từ chủng vi nấm
A. flocculosus 01NT.1.1.5..............................................................................78
3.4.2. Tách chiết, tinh sạch và xác định cấu trúc các hợp chất từ chủng vi nấm
Aspergillus sp. 01NT.1.12.3...........................................................................89
3.4.3. Tách chiết, tinh sạch và xác định cấu trúc các hợp chất từ chủng vi nấm
P. chrysogenum 045-357-2 ............................................................................94
3.5. Xác định hoạt tính sinh học của 14 hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ 03
chủng vi nấm biển tuyển chọn.....................................................................97
3.5.1. Xác định hoạt tính kháng VSV kiểm định.....................................................97
3.5.2. Xác định hoạt tính gây độc tế bào................................................................100
3.5.3. Xác định hoạt tính chống oxy hóa ...............................................................100
3.5.4. Xác định hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh..................................................102
CHƯƠNG 4. THẢO LUẬN KẾT QUẢ..............................................................103
4.1. Hình thái và hoạt tính kháng VSV kiểm định của vi nấm biển miền
Trung Việt Nam..........................................................................................103

8. vi
4.2. Đặc tính của các chủng vi nấm biển có tiềm năng sinh tổng hợp các hoạt
chất sinh học ................................................................................................105
4.3. Điều kiện lên men rắn thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng sinh của
vi nấm biển...................................................................................................107
4.4. Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ 03 chủng vi nấm biển tuyển chọn .110
4.5. Hoạt tính sinh học của 14 hợp chất thu nhận từ 03 chủng vi nấm biển
tuyển chọn....................................................................................................115
4.5.1. Hoạt tính kháng VSV kiểm định ...............................................................115
4.5.2. Hoạt tính gây độc tế bào, chống oxy hóa và bảo vệ tế bào thần kinh.....116
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................119
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ.......................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................123
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC................................................................................150

9. vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết
tắt
Tiếng Anh Tiếng Việt
ACHN Renal carcinoma cells Tế bào ung thư biểu mô thận
A-549 Adenocarcinomic human alveolar
basal epithelial cells
Tế bào ung thư phổi
ADN Acid Deoxyribonucleic Axit deoxyribonucleic
ATCC American Type Culture Collection Bảo tàng giống chuẩn Hoa Kỳ
BGCs Biosynthetic gene clusters Nhóm gen sinh tổng hợp
BGC-823 Gastric adenocarcinoma cell line Tế bào ung thư dạ dày
CFU Colony Forming Units Đơn vị hình thành khuẩn lạc
CC Chromatography column Sắc ký cột thường
CLSI The Clinical & Laboratory
Standards Institute
Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và
Xét ngiệm
COSY Correlation spectroscopy Phổ tương tác hai chiều đồng
hạt nhân
DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl
DU-145 Prostatic carcinoma cell line Tế bào ung thư tuyến tiền liệt
ESI-MS Electron spray ionzation mass
spectroscopy
Phổ khối lượng phun mù điện
tử
13
C -NMR 13
C-Nuclear magnetic resonance
spectroscopy
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
carbon 13
H1N1 Influenza A virus subtype H1N1 Virus cúm A H1N1
H3N2 Influenza A virus subtype H3N2 Virus cúm A H3N2
HeLa HeLa cell line Tế bào ung thư cổ tử cung
HCT-15 Human colon cancer cell line Tế bào ung thư đại tràng
HCT-116 Human colon cancer cell line Tế bào ung thư đại tràng
HL-60 Human leukemic cell line Tế bào ung thư bạch cầu
HMBC Heteronuclear multiple bond
correlation
Phổ tương tác đa liên kết hai
chiều dị nhân
1
H-NMR 1
H- Nuclear magnetic resonance
spectroscopy
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
proton
HPLC High performance liquid
chromatography
Sắc ký lỏng cao áp
HSQC Heteronuclear single quantum
coherence
Phổ tương tác hai chiều dị hạt
nhân

10. viii
Chữ viết
tắt
Tiếng Anh Tiếng Việt
HT-29 Colorectal adenocarcinoma cell
line
Tế bào ung thư đại trực tràng
IR Infrared spectroscopy Phổ hấp phụ hồng ngoại
ITS Internal transcribed spacer Vùng được phiên mã nội bộ
K-562 Human leukemic cell line Tế bào ung thư bạch cầu
LF Liquid fermentation Lên men lỏng
M-CSF Macrophage colony stimulating
factor
Nhân tố kích thích đại thực
bào
MCF-7 Human breast carcinoma cell line Tế bào ung thư vú
MDA-MB-
231
Human breast carcinoma cell line Tế bào ung thư biểu mô tuyến
vú
MHB Mueller Hinton Broth Môi trường canh Mueller Hinton
MIC Minimum inhibitory concentration Nồng độ ức chế tối thiểu
MRSA Methicillin-resistant
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus kháng
methicillin
MS Mass spectroscopy Phổ khối
NCI-H23 Human lung cancer cell line Tế bào ung thư biểu mô phổi
NCI-H460 Human lung cancer cell line Tế bào ung thư phổi
Neuro2a Neural cell line Tế bào thần kinh
NOESY Nuclear overhauser effect
spectroscopy
Phổ NOESY
NMR Nuclear magnetic resonance Cộng hưởng từ hạt nhân
NUGC-3 Gastric adenocarcinoma cell line Tế bào ung thư biểu mô dạ dày
OSMAC One-Strain-Many-Compounds Một chủng – Nhiều hợp chất
PC-3 Prostatic carcinoma cell line Tế bào ung thư tuyến tiền liệt
RAW264.7 Leukemia cell line Tế bào ung thư bạch cầu
rDNA Ribosomal DNA ADN ribosom
RI detector Refractive Index detector Đầu dò khúc xạ
ROESY Rotating frame nuclear overhauser
effect spectroscopy
Phổ ROESY
ROS Reactive oxygen species Gốc oxy tự do
RYE Rice yeast extract medium Môi trường gạo và dịch chiết
nấm men
SmF Submerged fermentation Lên men chìm

11. ix
Chữ viết
tắt
Tiếng Anh Tiếng Việt
SSF Solid state fermentation Lên men rắn
δH, δC Độ dịch chuyển hóa học của
proton và carbon
6-OHDA 6-hydroxydopamine Chất gây độc tế bào thần kinh

12. x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các hợp chất mới có hoạt tính kháng sinh từ vi nấm biển ........................5
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái của một số chủng vi nấm biển điển hình...................54
Bảng 3.2. Hoạt tính kháng VSV kiểm định của một số chủng vi nấm đại diện .......58
Bảng 3.3. Số liệu thống kê hoạt tính kháng VSV kiểm định của 273 chủng vi nấm
biển...........................................................................................................60
Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái của 08 chủng vi nấm biển tuyển chọn......................64
Bảng 3.5. Đặc điểm hình thái của 08 chủng vi nấm biển tuyển chọn được quan
sát dưới kính hiển vi ................................................................................66
Bảng 3.6. Phân loại 08 chủng vi nấm biển dựa trên phân tích trình tự gen vùng
ITS/28S rDNA.........................................................................................69
Bảng 3.7. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất 1-14..................98
Bảng 3.8. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất 1-14..........................99
Bảng 3.9. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của hợp chất asterriquinone C1 (8) .....100
Bảng 3.10. Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất 1-14...................................101

13. xi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của hợp chất cephalosporin C và gliotoxin...................4
Hình 1.2. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến khả năng tạo sinh khối và sinh
tổng hợp chất penicilazaphilone C (PAC) của chủng vi nấm biển
Penicillium sclerotiorum M – 22 .............................................................23
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của hợp chất pestalone.................................................34
Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát trong luận án ................................................48
Hình 3.1. Số lượng các chủng vi nấm biển được phân lập từ Ninh Thuận, Nha
Trang và Đà Nẵng....................................................................................49
Hình 3.2. Thống kê hình dạng khuẩn lạc của 273 chủng vi nấm biển......................50
Hình 3.3. Thống kê đặc điểm bề mặt khuẩn lạc của 273 chủng vi nấm biển ...........51
Hình 3.4. Thống kê đặc điểm độ dày khuẩn lạc của 273 chủng vi nấm biển ...........52
Hình 3.5. Thống kê đặc điểm viền khuẩn lạc của 273 chủng vi nấm biển ...............52
Hình 3.6. Thống kê màu sắc bề mặt khuẩn lạc của 273 chủng vi nấm biển.............53
Hình 3.7. Hoạt tính kháng VSV kiểm định của một số chủng vi nấm biển đại diện
.................................................................................................................61
Hình 3.8. Hoạt tính kháng VSV kiểm định của 08 chủng vi nấm biển tuyển chọn
.................................................................................................................61
Hình 3.9. Phân tích cặn chiết thô của 08 chủng vi nấm tuyển chọn trên TLC ........62
Hình 3.10. Phổ 1
H-NMR của cặn chiết thô từ 5 chủng vi nấm 01NT.1.1.5,
01NT.1.12.3, 045-357-2, 168ST.16.1 và 01NT.1.5.4 .............................63
Hình 3.11. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hoạt tính kháng VSV kiểm định
và hàm lượng cặn chiết thô từ chủng vi nấm A. flocculosus 01NT.1.1.5
(A), Aspergillus sp. 01NT.1.12.3 (B), và P. chrysogenum 045-357-2 (C)
.................................................................................................................73
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ muối biển đến hoạt tính kháng VSV kiểm định

14. xii
và hàm lượng cặn chiết thô từ chủng vi nấm A. flocculosus 01NT.1.1.5
(A), Aspergillus sp. 01NT.1.12.3 (B), và P. chrysogenum 045-357-2 (C)
.................................................................................................................75
Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hoạt tính kháng VSV kiểm định và hàm
lượng cặn chiết thô từ chủng vi nấm A. flocculosus 01NT.1.1.5 (A),
Aspergillus sp. 01NT.1.12.3 (B), và P. chrysogenum 045-357-2 (C).........78
Hình 3.14. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ chủng vi nấm A. flocculosus
01NT.1.1.5.............................................................................................79
Hình 3.15. Cấu trúc hóa học của hợp chất phomaligol A2 (1) ...............................81
Hình 3.16. Một số tương tác trên phổ COSY và HMBC của hợp chất
phomaligol A2 (1) ..............................................................................81
Hình 3.17. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
wasabidienone E (2)............................................................................82
Hình 3.18. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
aspertetranone D (3) ..............................................................................83
Hình 3.19. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
mactanamide (4) ....................................................................................84
Hình 3.20. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
cycloechinulin (5)..................................................................................85
Hình 3.21. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
asteltoxin (6)..........................................................................................86
Hình 3.22. Cấu trúc hóa học của hợp chất ochraceopone F (7)................................87
Hình 3.23. Một số tương tác trên phổ COSY, HMBC và ROESY của hợp chất
ochraceopone F (7)................................................................................88
Hình 3.24. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
asterriquinone C1 (8).............................................................................89
Hình 3.25. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ chủng vi nấm Aspergillus sp.
01NT.1.12.3...........................................................................................90

15. xiii
Hình 3.26. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
dihydroaspirone (9) ...............................................................................91
Hình 3.27. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
aspilactonol F (10).................................................................................91
Hình 3.28. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
6β,7α,14-trihydroxyconfertifoline (11) .................................................92
Hình 3.29. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
6β,9α,14-trihydroxycinnamolide (12) ...................................................93
Hình 3.30. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ chủng vi nấm P. chrysogenum 045-
357-2......................................................................................................94
Hình 3.31. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
andrastin A (13).....................................................................................96
Hình 3.32. Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của hợp chất
citreohybridonol (14).............................................................................96
Hình 3.33. Hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh Neuro2a của hợp chất mactanamide
ở nồng độ 1 µM và 10 µM ..................................................................102

16. 1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với công cuộc phát triển kinh tế xã hội thì việc chăm sóc và
bảo vệ sức khỏe cộng đồng luôn là mối quan tâm đặc biệt của mọi quốc gia trên thế
giới. Mặc dù nền y học của con người đã đạt đến trình độ tiến bộ nhất định nhưng các
bệnh truyền nhiễm và bệnh nan y vẫn đang diễn biến khá phức tạp và là mối đe doạ
lớn đối với sức khoẻ cộng đồng. Tình trạng dịch bệnh xảy ra phổ biến ở các nước
đang phát triển do sự thiếu thuốc và sự xuất hiện lan rộng của các chủng vi sinh vật
gây bệnh kháng kháng sinh [1]. Vì vậy, việc nghiên cứu phát hiện các hợp chất tự
nhiên có hoạt tính sinh học, đặc biệt là các hợp chất có nguồn gốc từ vi sinh vật biển
đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế
giới [2].
Các nhà khoa học đã chứng minh vi sinh vật biển có vai trò rất quan trọng
trong quá trình trao đổi chất và phát triển của các sinh vật trong đại dương. Chính sự
đa dạng của hệ sinh thái biển cùng sự khắc nghiệt của môi trường sống đã tạo nên các
hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ vi sinh vật biển đa dạng về cấu trúc cũng như các
hoạt tính sinh học [3]. Do đó, trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học trên thế
giới đã tập trung nghiên cứu và thu nhận các sản phẩm tự nhiên từ vi sinh vật biển
với mục đích phát triển chúng thành các nguồn dược liệu mới.
Một số lượng lớn các công trình nghiên cứu cũng đã công nhận vi nấm biển là
nguồn tiềm năng cung cấp các hợp chất với cấu trúc mới và hoạt tính sinh học có giá
trị trong y học bao gồm hoạt tính kháng sinh, kháng viêm, kháng ung thư và chống
oxy hoá [4]. Cụ thể, giữa năm 2000 và 2005, khoảng 100 hợp chất từ vi nấm biển
được mô tả [5], đến giữa năm 2006 và 2010, có tổng số 690 hợp chất tự nhiên phân
lập từ vi nấm biển được công bố [6]. Những hợp chất mới này được tạo ra chủ yếu từ
các loài nấm thuộc chi Penicillium, Aspergillus và một số loài nấm thuộc các chi ít
phổ biến hơn như Acremonium, Emericella, Epicoccum, Exophiala,
Paraphaeospaeria, Phomosis và Halarosellinia [7].
Hệ sinh thái biển ở vùng nhiệt đới được các nhà khoa học đánh giá là rất đa
dạng, đặc biệt là hệ sinh thái rạn san hô ở vùng ven biển. Trong đó, Việt Nam được
biết đến là một quốc gia có chiều dài bờ biển hơn 3.200 km và sở hữu một nguồn tài

17. 2
nguyên sinh vật phong phú và đa dạng. Đây chính là cơ sở cho các nghiên cứu điều
tra về đa dạng sinh học cũng như tiềm năng các hoạt chất sinh học từ nguồn vi nấm
biển. Với mục tiêu tìm kiếm các chủng vi nấm biển có khả năng sinh các chất chuyển
hoá thứ cấp có hoạt tính sinh học nhằm phát hiện nguồn dược liệu mới đóng góp một
phần vào việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
hóa học và hoạt tính sinh học của một số hợp chất từ vi nấm biển phân lập tại
miền Trung Việt Nam”.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài:
Mục tiêu nghiên cứu:
Thu nhận các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển phân lập ở vùng
biển miền Trung và xác định một số hoạt tính sinh học (kháng sinh, gây độc tế bào,
chống oxy hóa, bảo vệ tế bào thần kinh) của các hợp chất sạch thu được.
Nội dung nghiên cứu:
1. Phân lập, đánh giá hoạt tính kháng sinh và tuyển chọn các chủng vi nấm
biển cho nghiên cứu tiếp theo.
2. Xác định điều kiện lên men rắn thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng
sinh thô của chủng vi nấm biển tuyển chọn.
3. Phân tách, tinh sạch và xác định cấu trúc của các hợp chất chuyển hóa thứ
cấp từ cặn chiết lên men chủng vi nấm tuyển chọn.
4. Xác định hoạt tính sinh học của các hợp chất chuyển hóa thứ cấp tinh sạch
được thu nhận trong nghiên cứu.
Những đóng góp mới của luận án:
- Luận án là nghiên cứu mới có hệ thống về phân lập và đánh giá hoạt tính
kháng sinh của các chủng vi nấm phân lập từ vùng biển miền Trung Việt Nam.
- Tinh sạch và đánh giá được hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào ung thư,
chống oxy hóa, bảo vệ tế bào thần kinh của 14 hợp chất chuyển hóa thứ cấp thu nhận
được từ 3 chủng vi nấm biển Aspergillus flocculosus 01NT.1.1.5, Aspergillus sp.
01NT.1.12.3 và Penicillium chrysogenum 045-357-2, gồm: phomaligol A2 (1),
wasabidienone E (2), aspertetranone D (3), mactanamide (4), cycloechinulin (5),

18. 3
asteltoxin (6), ochraceopone F (7), asterriquinone C1 (8), dihydroaspyrone (9) và
aspilactonol F (10), 6β,7α,14-trihydroxyconfertifolin (11), 6β,9α,14-
trihydroxycinnamolide (12), andrastin A (13) và citreohybridonol (14).
- Xác định được 4 hợp chất mới gồm phomaligol A2 (1), ochraceopone F (7),
6β,7α,14-trihydroxyconfertifolin (11), và 6β,9α,14-trihydroxycinnamolide (12).

19. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.Giới thiệu chung về hoạt tính sinh học từ vi nấm biển
1.1.1. Các chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học từ vi nấm biển
1.1.1.1. Chất kháng sinh
Vào thập niên 50 của thế kỷ trước, nhóm nghiên cứu của Abraham đã phát
hiện được hợp chất cephalosporin C có hoạt tính kháng sinh cao từ loài vi nấm
Cephalosporium spp. (ngày nay là Acremonium spp.) có nguồn gốc từ vùng biển
Sardinia, Ý (Hình 1.1) [8, 9]. Hợp chất này chính là đại diện cho kháng sinh tự nhiên
thuộc nhóm β-lactam lần đầu tiên được phân lập từ vi nấm biển. Khám phá này đã
nhanh chóng giúp cho các nhà khoa học mở ra định hướng nghiên cứu mới về các
chất kháng sinh có nguồn gốc từ môi trường biển, đặc biệt là từ vi nấm biển. Đến
cuối những năm 1970, hợp chất gliotoxin mới được phát hiện từ chủng vi nấm
Aspergillus sp. MO-10 phân lập ở vùng biển Seto (Hình 1.1). Đây là một loại kháng
sinh diketopiperazine lần đầu tiên thu được từ một loại vi nấm có nguồn gốc từ trầm
tích biển sâu [10]. Từ đó, một số lượng lớn các sản phẩm tự nhiên mới từ vi nấm biển
đã được phân lập và mô tả, chủ yếu là từ các chi Penicillium, Aspergillus, Fusarium
và Cladosporium [11]. Phần lớn các chất kháng sinh (khoảng 50%) thuộc nhóm
polypeptide, tiếp theo là các nhóm alkaloid, terpene và peptide chiếm 14 – 20% [12].
Cephalosporin C Gliotoxin
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của chất kháng sinh cephalosporin C [8]
và gliotoxin [10]
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi nấm biển đóng một vai trò quan trọng trong
việc tạo ra các kháng sinh mới chống lại các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các vi
khuẩn kháng kháng sinh đang bùng phát hiện nay [13]. Chính quá trình thích nghi
với điều kiện sống khắc nghiệt của môi trường biển như độ mặn cao, dinh dưỡng thấp,

20. 5
áp suất cao, biến đổi nhiệt độ đồng thời cạnh tranh với vi khuẩn, virus và các loại
nấm khác đã tạo điều kiện để các vi sinh vật biển sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp
có hoạt tính sinh học mới, ưu việt so với vi sinh vật trên cạn [14]. Các công bố cũng
cho thấy có từ 38% đến 59% các hợp chất chiết xuất từ vi nấm biển thể hiện hoạt tính
kháng sinh [15, 16].
Các hợp chất tự nhiên từ vi nấm biển rất đa dạng về lớp cấu trúc và kết hợp
với một loạt các nhóm thế dẫn đến hoạt tính sinh học vô cùng phong phú. Dưới đây
là một số hợp chất kháng sinh mới từ các chủng vi nấm biển được công bố từ năm
2011 đến nay (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Các chất kháng sinh mới được phân lập từ vi nấm biển
Hợp chất
kháng sinh mới
Chủng vi nấm
biển
Hoạt tính kháng sinh Nguồn
tham khảo
Các hợp chất indol-alkaloid
β-aflatrem Aspergillus flavus
OUCMDZ-2205
S. aureus (MIC 20,5 µM) [17]
Cristatumin A và D Eurotium
cristatum EN-220
E. coli và S. aureus (MIC,
64 μg/mL)
[18]
Neoechinulin A Aspergillus sp. Vibrio spp. (MIC 0,1
μg/mL)
[19]
Diaporthalasin Diaporthaceae
sp. PSU-SP2/4
S. aureus và S. aureus
kháng methicillin (MRSA)
(MIC 2,0 μg/mL)
[20]
Stachyin B Stachybotrys sp.
MF347
B. subtilis và S. epidermidis
(IC50; 1,42 và 1,02 μM)
[21]
Các hợp chất pyridine và pyridinone
Trichodin A Trichoderma sp.
MF106
B. subtilis và S. epidermidis
(IC50 lần lượt 27,05 và
24,28 µM) và Candida
albicans (IC50, 25,38 μM)
[22]
5,6-dihydro-3-hydroxy-
5-methylcyclopenta
pyridin-7-one
Wallemia sebi
PXP-89
E. aerogenes (MIC 76,7
µM)
[23]
Curvulamine Curvularia sp.
IFB-Z10
Veillonella parvula,
Streptococcus sp.
Bacteroides vulgatus và
Peptostreptococcus sp.
(MIC 0,37 μM)
[24]
Các hợp chất Piperazine/Diketopiperazine và Pyrimidine/Pyrimidinone
Terremides B Aspergillus
terreus PT06-2
E. aerogenes (MIC 33,5
μM)
[25]

21. 6
Dẫn xuất aroyl uridine
kipukasin H và I
Aspergillus
versicolor ATCC
9577
S. epidermidis (MIC 12,5
μM)
[26]
Waikialoid A và
waikialoid B
Aspergillus sp. C. albicans (IC50 lần lượt
1,4 và 46,3 μM)
[27]
Các hợp chất có chứa nitơ khác
4-methoxyl-
asperphenamate
Aspergillus
elegans
ZJ-2008010
S. epidermis (MIC 10 μM) [28]
Isaridin G,
desmethylisaridin G và
desmethylisaridin C1
Beauveria felina
EN-135
Escherichia coli (MIC lần
lượt 64, 64 và 8 μg/mL)
[29]
Terremide A Aspergillus
terreus PT06-2
S. aureus (MIC 63,9 μM) [25]
Flavuside A và B Aspergillus flavus S. aureus và MRSA (MIC
lần lượt 15,6 và 31,2
μg/mL)
[30]
Các hợp chất steroid và terpenoid
Steroid A. flocculosus
PT05-1
S. aureus, E. coli và A. niger
(MIC lần lượt 3,3; 3,3 và
1,6 μM)
[31]
Aspergiterpenoid A,
sydonol, và axit
sydonic
Aspergillus sp.
ZJ-2008004
E. coli và Micrococcus
tetragenus (MIC lần lượt 20
và 10 μM)
[32]
Chevalone E Aspergillus
similanensis sp.
nov. KUFA 0013
S. aureus kháng methicillin
(MRSA)
[33]
Penicillatide A và B Penicillium sp. S. aureus, Vibrio
anguillarum, và C. albicans
[34]
6,6′-oxybis(1,3,8-
trihydroxy-2-((S)-1-
methoxyhexyl)anthrace
ne-9,10- dione)
Aspergillus
versicolor
INF16–17
S. aureus [35]
Penicitol D và 1-epi-
citrinin H1
P. citrinum NLG-
S01-P1
S. aureus kháng methicillin
(MRSA)
[36]
Các Polyketide
Engyodontiumone H Engyodontium
album
DFFSCS021
E. coli và B. subtilis (MIC
lần lượt 64 và 32 µg/mL)
[37]
Anhydrit tubingenoic A A. tubingensis
OY907
Neurospora crassa (MIC
330 μM)
[38]
Communol A Penicillium
commune 518
E. coli và E. aerogenes
(MIC lần lượt 4,1 μM và
16,4 μM)
[39]
Aspergillumarin A và B Aspergillus sp. S. aureus và B. subtilis
(MIC 50 µg/mL)_
[40]
Flavipesin A Aspergillus
flavipes AIL8
S. aureus và B. subtillis
(MIC lần lượt 8,0 và 0,25
μg/mL)
[41]

22. 7
Aflatoxin B2b A. flavus 092008 E. coli, B. subtilis và E.
aerogenes (MIC lần lượt
22,5; 1,7 và 1,1 µM)
[42]
Isochromophilone XI Bartalinia
robillardoides
LF550
B. subtilis, S. lentus và
Trichophyton rubrum (MIC
lần lượt 55,6; 78,4 và 41,5
μM)
[43]
Isomonodictyphenone Penicillium sp.
MA-37
Aeromonas hydrophilia
(MIC 8 μg/mL)
[44]
Chrysoxanthone A–C P.
chrysogenum
HLS111
B. subtilis (MIC 5–10
μg/mL)
[45]
Từ những công bố trên có thể thấy được tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng
sinh của nguồn vi nấm biển và khả năng phát triển các hợp chất tự nhiên thành các
thuốc kháng sinh mới ứng dụng trong điều trị [46]. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng
hầu hết các hợp chất kháng sinh mới được phát hiện chủ yếu từ các loài vi nấm thuộc
chi Aspergillus và Penicillium.
Trong số các loài thuộc chi Aspergillus, A. flocculosus là loài vi nấm tương
đối mới trong tự nhiên và được mô tả vào năm 2004 bởi nhóm nghiên cứu của Frisvad
và Samson [47]. Mặc dù đã có nhiều công bố về đặc điểm sinh học nhưng số lượng
công trình nghiên cứu về các hợp chất tự nhiên từ loài này vẫn còn hạn chế. Ở công
bố đầu tiên, Zheng và các cộng sự (2013) đã phân lập được 2 hợp chất mới gồm
(22R,23S)-epoxy-3β,11α,14β,16β-tetrahydroxyergosta-5,7-dien-12-one và 6-(1H-
pyrrol-2-yl)hexa-1,3,5-trienyl-4-methoxy-2H-pyran-2-one từ chủng vi nấm biển A.
flocculosus PT05-1 thể hiện hoạt tính kháng sinh đối với chủng vi khuẩn Enterobacter
aerogenes với giá trị MIC lần lượt 1,6 và 3,7 µM [31]. Đến năm 2018, Gu và cộng
sự tiếp tục phân lập được 9 hợp chất pyrrolidine alkaloid mới từ chủng vi nấm biển
A. flocculosus 16D-1 có khả năng kháng viêm bằng cách ức chế sản sinh interleukin
6 trong các tế bào THP-1 với các giá trị IC50 từ 0,11 đến 22 µM [48]. Vì vậy, các loài
A. flocculosus có nguồn gốc từ biển được xem là nguồn hứa hẹn cho các điều tra về
hợp chất tự nhiên mới với hoạt tính sinh học có giá trị.
Thông qua các nghiên cứu cũng cho thấy các loài vi nấm thuộc chi Penicillium
được nghiên cứu khá chi tiết trong nhiều năm qua từ cả nguồn trên cạn và dưới biển.
Trong đó loài P. chrysogenum được xem là nguồn sinh tổng hợp chính các kháng

23. 8
sinh thuộc nhóm β-lactam ứng dụng trong quy mô công nghiệp. Loài vi nấm này hiện
diện trong các nhiều môi trường sống khác nhau bao gồm thực vật, hải miên, rong
biển, trầm tích biển và rừng ngập mặn [49]. Điều thú vị là trong thời gian gần đây số
lượng các hợp chất mới vẫn tiếp tục được phát hiện từ loài P. chrysogenum, đặc biệt
là các chủng vi nấm có nguồn gốc từ môi trường biển. Cụ thể ở nghiên cứu của Chen
và cộng sự (2016), ba hợp chất chrysamide A-C mới đã được thu nhận từ chủng vi
nấm P. chrysogenum SCSIO41001 có nguồn gốc từ trầm tích biển sâu ở Ấn Độ
Dương [50]. Vào năm 2018, Zhen và cộng sự đã phát hiện ba hợp chất
chrysoxanthone A-C mới cùng với 17 hợp chất đã biết từ chủng vi nấm P.
chrysogenum HLS111 cộng sinh với hải miên Gelliodes carnosa. Cả ba hợp chất mới
chrysoxanthone A-C đều thể hiện hoạt tính kháng sinh hiệu quả đối với vi khuẩn B.
subtilis, Staphylococcus epidermidis và S. aureus với MIC 5-80 µg/mL [45]. Các
công bố khoa học đã chứng minh tiềm năng vô tận của nguồn tài nguyên sinh vật
biển, đặc biệt là vi nấm biển trong nghiên cứu các hoạt chất sinh học.
1.1.1.2. Chất gây độc tế bào ung thư
Các nghiên cứu đã chứng minh rằng một số nhóm thuốc kháng sinh có nguồn
gốc từ vi sinh vật đã được sử dụng thành công trong điều trị các bệnh ung thư bao
gồm anthracycline, actinomycin và bleomycin. Trong đó, nhiều hợp chất thuộc nhóm
anthracycline đóng vai trò quan trọng trong điều trị lâm sàng các bệnh ung thư máu,
ung thư bạch cầu, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú và ung thư bàng quang [51].
Theo nghiên cứu của Wang và cộng sự (2013), hợp chất kháng sinh anthraquinone
SZ-685C thuộc nhóm anthracycline được phân lập từ chủng vi nấm rừng ngập mặn
Halorosellinia sp. No. 1403 thể hiện hoạt tính kháng đặc hiệu đối với cả hai dòng tế
bào ung thư vòm họng ở người gồm CNE2 và CNE2R [52]. Hợp chất này còn có khả
năng ức chế hiệu quả sự gia tăng của sáu dòng tế bào ung thư ở người gồm ung thư
vú kháng adriamycin, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư thần kinh đệm và ung thư gan
[53]. Vì vậy, việc đánh giá khả năng kháng ung thư của các chủng vi nấm biển và đặc
biệt là các hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng sinh đang được các nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu [54].

24. 9
Bên cạnh đó, nhiều hợp chất kháng ung thư hiệu quả có các khung cấu trúc
khác cũng đã được phát hiện từ nguồn vi nấm biển. Cụ thể, hợp chất verrucarin A
được phân lập từ môi trường lên men của loài vi nấm biển Myrothecium roridum đã
thể hiện hoạt tính ức chế hiệu quả sự sản xuất interleukin-8 từ bạch cầu cấp tiền tủy
bào ở người (promyelocytic), bằng cơ chế liên quan đến sự ức chế hoạt hóa của
mitogen kích hoạt kinases c-JUN và p38 [55].
Nhóm nghiên cứu của Garo và cộng sự (2003) đã có báo cáo về hợp chất
trichodermamide B được phân lập từ chủng vi nấm biển Trichoderma virens CNL910,
có nguồn gốc từ loài hải tiêu Didemnum molle thể hiện hoạt tính gây độc đối với tế
bào ung thư đại tràng ở người [56]. Chủng vi nấm Penicillium paxilli MaG thu được
từ loài hải miên Mycale angulosa cũng có khả năng sản sinh các hợp chất ức chế các
dòng tế bào ung thư ở người gồm tế bào ung thư vú MDA-MB435, tế bào ung thư hệ
thần kinh trung ương CNS-295 và tế bào ung thư bạch cầu HL-60 [57]. Ngoài ra,
Zhou và cộng sự (2013) còn phân lập được hợp chất cephalimysin A có cấu trúc lõi
1-oxa-7-azaspiro non-2-ene-4,6-dione độc đáo từ chủng vi nấm biển A. fumigatus
OPUST106B-5 có hoạt tính gây độc tế bào đáng kể đối với dòng tế bào ung thư bạch
cầu P-388 và HL-60 ở người [58].
Các dẫn xuất indole phân lập từ vi nấm biển cũng được chứng minh là có khả
năng ức chế hiệu quả các dòng tế bào ung thư. Cụ thể, các hợp chất leptosin M, M1
và N được sản sinh từ loài vi nấm Leptosphaeria sp. OUPS-N80 phân lập từ rong
biển Sargassum tortile biểu hiện khả năng chống ung thư hiệu quả đối với dòng tế
bào bạch cầu lympho P-388 [59]. Một dẫn xuất chromone mới, (2-hydroxymethyl)-
8-methoxy-3-methyl-4H-chromen-4-one được phân lập từ chủng vi nấm Penicillium
sp. EG-5 thể hiện hoạt tính kháng ung thư thông qua ức chế các enzym chuyển hóa
gây ung thư và bảo vệ khỏi tổn thương ADN [60].
Bên cạnh đó, vi nấm rừng ngập mặn cũng được xem là nguồn tiềm năng cho
các hợp chất có hoạt tính kháng u. Điều này được ghi nhận ở một chủng vi nấm thuộc
chi Paecilomyces có khả năng sinh tổng hợp hai hợp chất có cấu trúc vòng thơm mới
gồm paeciloxocin A và B thể hiện hoạt tính gây độc tế bào hiệu quả đối với dòng tế
bào ung thư gan HepG2 [61]. Gần đây, hợp chất plinabulin (NPI 2358) là một chất

25. 10
tổng hợp dựa trên khung cấu trúc của diketopiperazine halimide được phát hiện từ
chủng vi nấm Aspergillus sp. CNC-139 đang trải qua các thử nghiệm lâm sàng giai
đoạn 3 mang đến hy vọng chữa trị bệnh ung thư phổi cho cộng đồng [12, 62].
1.1.1.3. Chất chống oxy hóa
Khả năng sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa của vi nấm
biển đã được thể hiện qua một số công bố khoa học. Samanthi và cộng sự (2015) đã
phân lập được hai hợp chất polyketide mới từ chủng vi nấm P. citrinum US/PA/06
gồm 5’-acetyl-3,5,7’–trimethoxy-3’H-spiro[cyclohexa[2,4]diene-1,1’-isobenzofuran]
-3’,6-dione và 4-acetyl-2’- hydroxy-3’,5’,6-trimethoxy biphenyl-2-carboxylic acid
thể hiện hoạt tính chống oxy hóa với giá trị IC50 lần lượt là 159,7 ± 22,3 và 68,6 ± 4,3
μg/mL [63]. Chủng vi nấm biển Cladosporium cladosporioides KT384175 được phân
lập từ rong Sargassum wightii cũng thể hiện khả năng chống oxy hóa cao và đang
được nghiên cứu phân tách các hoạt chất sinh học [64]. Hợp chất variecolortin A
được thu nhận từ chủng vi nấm Eurotium sp. SCSIO F452 thể hiện hoạt tính bắt gốc
tự do DPPH với trị IC50 58,4 μM [65]. Bên cạnh đó, một dẫn xuất chromone mới,
arthone C từ chủng vi nấm biển sâu Arthrinium sp. UJNMF0008 cũng có khả năng
bắt gốc tự do DPPH và ABTS với giá trị IC50 lần lượt 16,9 và 18,0 μM [66].
Các báo cáo cũng cho thấy nhiều hợp chất chống oxy hóa đã được thu nhận từ
các chủng vi nấm biển nội sinh. Cụ thể, chủng vi nấm A. wentii EN-48 nội sinh ở
rong biển Sargassum spp. có khả năng sinh tổng hợp 8 hợp chất thể hiện khả năng
bắt gốc tự do DPPH với giá trị IC50 từ 5,2 – 99,4 μg/mL gồm một dẫn xuất
anthraquinone mới (wentiquinone C), một dẫn xuất benzamide mới (methyl 4-(3,4-
dihydroxybenzamido)butanoate) cùng với 6 hợp chất phenolic [67].
Các nghiên cứu đã chứng minh rằng chính sự tồn tại của các gốc tự do ở nồng
độ cao trong cơ thể người đã gây nên các tổn thương cấu trúc màng sinh học, tế bào,
mô và các cơ quan đồng thời dẫn đến nhiều căn bệnh khác nhau [68]. Vì vậy, các hợp
chất chống oxy hóa được xem là liệu pháp hứa hẹn cho phòng ngừa và điều trị các
bệnh khác liên quan đến gốc tự do như bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch, tăng huyết
áp, tiểu đường, viêm khớp, ung thư và lão hóa [69].

26. 11
1.1.1.4. Chất bảo vệ tế bào thần kinh
Nhiều hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm biển được phát hiện là có hiệu
quả trong điều trị các mô hình rối loạn thần kinh thực nghiệm và được nghiên cứu về
tiềm năng ứng dụng như một loại thuốc mới để điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh
ở người [70]. Cụ thể, hợp chất neoechinulin A được phân lập từ hai loài nấm cộng
sinh với rong đỏ thuộc chi Microsporum và Aspergillus được ghi nhận có khả năng
cải thiện dị tật thần kinh trong các tế bào PC12 do các chất độc thần kinh gây ra bởi
bệnh Parkinson [71, 72]. Chủng vi nấm Paecilomyces sp. Tree 1-7 được phân lập từ
rừng ngập mặn có khả năng sinh tổng hợp chất alaterin có tác dụng bảo vệ thần kinh
khi thử nghiệm in vivo [73]. Một nhóm nghiên cứu khác cũng phân lập được hợp chất
axit secalonic A từ loài vi nấm biển A. ochraceus có khả năng chống lại sự tử vong
tế bào thần kinh gây ra bởi 1-metyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) đồng
thời bảo vệ các tế bào SH-SY5Y chống lại độc tính thần kinh bắt nguồn từ MPP+
[74].
Bên cạnh đó, Zhao và cộng sự (2009) cũng có báo cáo về hợp chất xyloketal B được
phân lập từ vi nấm rừng ngập mặn Xylaria sp. No. 2508 có khả năng bắt gốc tự do
DPPH [75] và bảo vệ tế bào thần kinh chống lại sự thoái hóa thần kinh gây ra bởi 1-
methyl-4-phenylpyridinium (MPP+
) chủ yếu liên quan đến tính chất chống oxy hóa
của nó [76].
Các nghiên cứu đã cho thấy chính sự tích tụ các gốc tự do trong các tế bào thần
kinh gây nên các bệnh về rối loạn, thoái hóa thần kinh như Alzheimer và Parkinson
[77, 78]. Mặc dù sự hiểu biết của chúng ta về những rối loạn này đã được cải thiện
đáng kể trong những năm gần đây, nhưng hiện tại chỉ có một vài loại thuốc được
chứng minh là có khả năng làm chậm hoặc ngăn chặn sự tiến triển của bệnh. Hơn nữa,
các loại thuốc được sử dụng cho việc điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh chỉ làm
giảm triệu chứng và có tác dụng nhất thời [79]. Do đó, việc tìm kiếm các hợp chất tự
nhiên có hoạt tính chống oxy hóa cao sẽ mở ra hướng mới trong điều trị và bảo vệ
các tế bào thần kinh.
1.1.1.5. Một số chất có hoạt tính sinh học khác
Bên cạnh các hoạt tính kháng sinh, kháng ung thư, chống oxy hóa và bảo vệ
tế bào thần kinh, vi nấm biển còn được xem là nguồn tiềm năng sản sinh các hợp chất

27. 12
sinh học khác như kháng viêm, kháng lao, và giảm béo [80]. Ngoài ra, vi nấm biển
còn sinh tổng hợp các chất có khả năng ức chế α-glucosidase nhằm ứng dụng trong
điều trị bệnh tiểu đường [81]. Hiện nay, các hợp chất thu nhận từ vi nấm biển như
mycosporine, carotenoid và scytonemin đang được ứng dụng trong sản xuất mỹ
phẩm nhờ các hoạt tính hấp thụ tia UV, chống lão hóa da và làm trắng da [82].
Với các hoạt tính sinh học có giá trị đã thể hiện, các hợp chất chuyển hóa thứ
cấp từ vi nấm biển được xem là nguồn tiềm năng cho các sản phẩm y dược mới. Do
đó, cần có những nghiên cứu chi tiết hơn về điều tra và thu nhận các hợp chất tự nhiên
mới từ vi nấm biển nhằm đáp ứng được nhu cầu phát triển ở cả mức cơ bản và ứng
dụng của các hoạt chất sinh học từ vi nấm biển [12].
1.1.2. Đa dạng sinh học vi nấm biển
Vi nấm biển là vi sinh vật nhân chuẩn, không quang hợp, có kích thước cực
nhỏ từ 2 đến 500 μm và được bao bọc bởi thành tế bào chitin. Các loài vi nấm thường
sinh trưởng và phát triển bằng cách hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường sống
xung quanh [83]. Trước đây, thuật ngữ vi nấm biển được dùng để chỉ các loài vi nấm
có khả năng phát triển ở nồng độ muối biển cao [84], hoặc phát triển và sinh bào tử
trong môi trường biển và khu vực cửa sông [85]. Tuy nhiên, vi nấm là vi sinh vật có
khả năng thích nghi cao, có thể phát triển trong phạm vi rộng của độ mặn trong các
đại dương. Do đó, các định nghĩa ban đầu về vi nấm biển dựa trên khả năng chịu mặn
dẫn đến một khái niệm không rõ ràng và hẹp đã khuyến khích các nhà nghiên cứu
nấm học đánh giá lại định nghĩa vi nấm biển [86]. Vì vậy, định nghĩa vi nấm biển đã
thay đổi khi nghiên cứu về sinh lý học biển trở nên tiến bộ hơn. Định nghĩa hiện tại
xác định rằng vi nấm biển là vi nấm được thu nhận nhiều lần từ môi trường biển vì
(1) chúng có khả năng sinh trưởng và/hoặc sinh bào tử trong môi trường biển; (2)
chúng hình thành các mối quan hệ cộng sinh với các sinh vật biển khác; hoặc (3)
chúng được chứng minh là thích ứng và tiến hóa ở cấp độ di truyền hoặc có hoạt động
chuyển hóa trong môi trường biển. Định nghĩa này được xem là hoàn chỉnh nhất hiện
nay vì nó kết hợp khía cạnh di truyền và chức năng bằng cách đề cập đến vai trò hiện
diện của chúng trong các mối quan hệ cộng sinh và hoại sinh, trong khi không dựa
hoàn toàn vào hệ thống phân loại vì sự hiểu biết của chúng ta về mối quan hệ tiến hóa

28. 13
của nấm biển chưa đầy đủ. Nhiều loài, chi và họ vi nấm mới vẫn được mô tả từ các
vùng biển chưa được khám phá [86].
Vi nấm biển có tầm quan trọng lớn trong hệ sinh thái đại dương [87]. Nhiều
nghiên cứu chỉ ra rằng vi nấm biển đóng vai trò quan trọng trong các chu trình dinh
dưỡng gồm phân hủy các chất hữu cơ trong hệ sinh thái biển và tái tạo chất dinh
dưỡng [88]. Ngoài ra, vi nấm biển còn có các vai trò sinh thái khác nhau như ký sinh
và cộng sinh với các sinh vật biển [89]; hoặc liên quan đến quá trình khử nitơ trong
trầm tích biển [90]. Vi nấm biển còn được xem là quần thể vi sinh vật thống trị và
tham gia chính vào chu trình nitơ trong hệ sinh thái rạn san hô [91]. Điều này chứng
tỏ sự cần thiết của vi nấm biển đối với hệ sinh thái biển cũng như sự tồn tại của nhiều
nhóm sinh vật mà chúng kết hợp [92].
Theo các công bố, vi nấm biển rất đa dạng và hiện diện hầu hết trong các môi
trường sống khác nhau của hệ sinh thái biển bao gồm nước biển [93], môi trường
thiếu oxy [90], nền gỗ trong đại dương [94], cộng sinh với hải miên, san hô và các
động vật không xương sống khác trên biển [89], hoặc cộng sinh với rong biển và các
thực vật biển [95, 96]. Các nhà khoa học ước tính rằng có đến 1500 loài vi nấm biển
tồn tại tuy nhiên tiềm năng sinh học của vi nấm biển chưa được điều tra đầy đủ [97].
Thống kê các tài liệu cho thấy, hiện chỉ có ít hơn 10% sự đa dạng sinh học vi nấm
biển được phát hiện và đang trong tiến trình nghiên cứu [98].
Hầu hết các loài vi nấm phân lập được từ môi trường biển thuộc các ngành
nấm chính như Ascomycota, Basidiomycota, và Chytridiomycota. Trong đó, các loài
vi nấm biển thuộc ngành Ascomycota có số lượng nghiên cứu nhiều nhất, cụ thể như
các chi Aspergillus, Penicillium, Cephalosporium, Fusarium, và Talaromyces [99].
Cho đến nay chỉ có một số ít trình tự gen vùng ITS và 28S rDNA của vi nấm biển
thuộc ngành Zygomycota được công bố, tuy nhiên chưa có ghi nhận nào về các chủng
vi nấm biển đại diện cho các ngành Glomeromycota, Blastocladiomycota, và
Neocallimastigomycota [100].
Nghiên cứu đã cho thấy rằng các môi trường biển khác nhau sẽ hình thành nên
các quần thể vi nấm có đặc tính sinh học riêng biệt. Vi nấm có thể được tìm thấy từ
đại dương sâu thẳm, vùng ven biển đến đầm lầy ngập mặn và cửa sông với độ mặn

29. 14
thấp. Theo một số công bố, môi trường sống đóng vai trò quan trọng trong việc xác
định thành phần quần thể vi nấm trong đại dương. Ngoài ra, các nghiên cứu còn cho
thấy thành phần của quần thể nấm được điều khiển bởi vị trí địa lý, nhiệt độ và độ
mặn của nước biển [94]. Bên cạnh đó, các yếu tố môi trường như áp suất thủy tĩnh,
nồng độ oxy hòa tan và độ sâu của nước cũng được dự đoán là tác động mạnh mẽ đến
sự phân bố của vi nấm biển [92]. Sự thích nghi của vi nấm biển trong điều kiện môi
trường khắc nghiệt cho thấy rằng chúng là những nguồn đầy hứa hẹn để sàng lọc các
sản phẩm tự nhiên [101]. Mặc dù vi nấm biển được phân bố rộng rãi, nhưng gần như
chưa có tài liệu nào công bố chi tiết về cấu trúc địa lý sinh học, hoặc các ảnh hưởng
của vị trí địa lý lên đặc điểm sinh học của chúng [92].
1.1.3. Một số đặc tính sinh học của vi nấm biển
Vi nấm biển thường phát triển mạnh trong môi trường giàu dinh dưỡng như
các sinh vật chủ, trầm tích và các mảnh vụn phân hủy từ xác động vật, thực vật. Đây
là nơi các vi nấm có thể bám dính vào chất nền, tiết ra enzyme, phá vỡ các polyme
sinh học phức tạp và thu nhận chất dinh dưỡng. Với cấu trúc thành tế bào giàu chitin
nên vi nấm dễ dàng thu nhận các chất dinh dưỡng bằng cách thẩm thấu. Đặc điểm
này đã thúc đẩy tỷ lệ trao đổi chất cao, tăng trưởng nhanh và hiệu quả ở vi nấm. Các
loài vi nấm biển cũng được đánh giá là không đa dạng ở tầng nước bề mặt do môi
trường ở tầng nước này thường có ít chất dinh dưỡng cùng với sự khuếch tán nhanh
nên các enzyme do vi nấm tiết ra và các chất dinh dưỡng thu nhận dễ bị mất đi [102].
Theo nghiên cứu của Kalaiselvam (2015) cho thấy nhiệt độ môi trường đóng
vai trò quan trọng hàng đầu trong việc kiểm soát sự phân bố của vi nấm biển, tiếp
theo là các yếu tố khác như chất nền hoặc sinh vật chủ, độ mặn, áp suất và lượng oxy
hòa tan. Sự khác biệt về nhiệt độ nước biển ở những vùng biển khác nhau là do ảnh
hưởng bởi cường độ của bức xạ mặt trời, sự bốc hơi, dòng chảy nước ngọt và dòng
thủy triều từ các vùng ở khoảng giữa vùng duyên hải và thềm lục địa. Nhìn chung, vi
nấm biển thường sinh trưởng và phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 25-30o
C. Ở một
số trường hợp, vi nấm yêu cầu nhiệt độ cao hơn như các chủng thuộc loài A. niger, A.
terreus và Cladosporium herabrum phân lập từ rừng ngập mặn Pichavaram. Trong
khi đó, một số loài vi nấm biển được phân lập từ vùng biển Nam Cực như

30. 15
Thraustochytrium antarticum, Leucosporidium anatartica, và Spathulospora
antartica lại có khả năng phát triển ở nhiệt độ rất thấp, dưới 10o
C [101].
Độ mặn cũng là một yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến sự đa dạng và phân bố của
vi nấm trong môi trường biển. Các nghiên cứu trước đây về sinh lý vi nấm biển đã
kết luận rằng chúng cần muối natri clorua ở nồng độ thích hợp trong nước biển cho
sự phát triển của chúng [101]. Cụ thể, trong số 47 chủng vi nấm được khảo sát, có
đến 91,5% chủng phát triển tốt hơn trong môi trường chứa 3% NaCl so với môi trường
không có NaCl [103]. Các tế bào vi nấm này sử dụng hai cơ chế chính để thích nghi
với nồng độ muối cao gồm tích tụ polyol, glycerol và duy trì cân bằng ion nội mô.
Khi tiếp xúc với NaCl, các tế bào trải qua cả hai quá trình stress thẩm thấu và độc
tính ion. Để giảm độc tính natri, tế bào nấm phải duy trì nồng độ Na+
trong tế bào
thấp, và điều này có thể đạt được bằng một số cơ chế như hạn chế sự hấp thu Na+
,
nhanh chóng loại Na+
, và/hoặc phân chia Na+
vào không bào. Bằng chứng di truyền
cho thấy rằng cả hai cơ chế là rất cần thiết cho khả năng chịu mặn của vi nấm [104].
Vi nấm biển còn có khả năng đồng hóa hầu hết các nguồn carbon và nitơ. Tuy
nhiên, tùy từng chủng vi nấm mà có thể sử dụng các nguồn nitơ khác nhau như các
muối amoni, các muối nitrat hay các nguồn nitơ hữu cơ như cao nấm men, pepton,
trypton, bột đậu tương ... để thích hợp cho việc thu nhận các hoạt chất sinh học. Nguồn
nitơ hữu cơ có tác động khá mạnh đến khả năng sinh tổng hợp các chất chuyển hóa
thứ cấp của các chủng vi nấm biển do được cung cấp các nguồn axit amin quan trọng
và dễ dàng được hấp thụ để tạo thành sản phẩm. Nghiên cứu cũng cho thấy vi nấm
cần cung cấp các nguồn carbon thích hợp cho sự phát triển và sinh tổng hợp các hoạt
chất sinh học bao gồm tinh bột, gạo và các loại đường như glucose, dextrose,
sucrose ..., tùy thuộc vào từng chủng mà lượng carbon được yêu cầu khác nhau [105].
Trong một số trường hợp, vi nấm biển có sự thay đổi hình thái nhất định để
thích nghi với môi trường sống. Cụ thể, các loài nấm thuộc lớp Hyphomycetes hiện
diện trong môi trường biển và rừng ngập mặn là do sự thích nghi của các bào tử của
chúng với hệ sinh thái biển bằng cách sản xuất các phần phụ, giúp chúng nổi trong
nước, có khả năng bám vào chất nền như gỗ trôi dạt hoặc các chất nền thực vật khác
ở rừng ngập mặn [102].

31. 16
1.1.4. Nghiên cứu sàng lọc vi nấm biển sinh tổng hợp hoạt chất sinh học
Sàng lọc và tuyển chọn chủng vi nấm biển có khả năng sinh tổng hợp các hoạt
chất sinh học mới là một bước quan trọng được thực hiện dựa trên sự kết hợp giữa
các phương pháp sinh học và hóa học. Việc đánh giá các hoạt tính sinh học như kháng
VSV kiểm định, gây độc tế bào ung thư và chống oxy hóa được xem là các phương
pháp sàng lọc sinh học hữu hiệu để tuyển chọn được chủng vi nấm tiềm năng cho các
nghiên cứu tiếp theo [106]. Bên cạnh đó, phân tích cặn chiết thô trên sắc ký bản mỏng
(TLC) và phổ 1
H NMR cũng được nhiều nhóm nghiên cứu sử dụng để đánh giá sự đa
dạng chất đồng thời dự đoán về cấu trúc hóa học của các hợp chất có vòng thơm chứa
trong cặn chiết [107].
Theo nghiên cứu của Vita-Marques và cộng sự (2008), cặn chiết thô của 57
chủng vi nấm biển đã được sàng lọc trên TLC silica gel với hệ dung môi n-hexane :
ethyl acetate (1:1, v/v) và CH2Cl2-MeOH (9:1, v/v). Kết quả phân tích TLC cho thấy
20 cặn chiết có chứa nitơ trong cấu trúc phân tử khi hiện màu bằng thuốc thử
Dragendorff đồng thời thể hiện sự đa dạng vệt chất trên sắc ký. Đáng lưu ý là phần
lớn các cặn chiết này đều thể hiện tín hiệu của các hợp chất có cấu trúc vòng thơm,
cấu trúc không bão hòa cũng như các nhóm chức có chứa oxy và/hoặc nitơ khi được
phân tích phổ 1
H NMR. Dựa trên kết quả phân tích hóa học và đánh giá hoạt tính
kháng VSV kiểm định và gây độc tế bào, hai chủng vi nấm AcSS8 và AcSS13 thuộc
loài Beauveria felina được lựa chọn để phân tách các hợp chất sinh học. Tám hợp
chất có cấu trúc cyclodepsi-peptide đã được thu nhận từ cặn chiết lên men chủng
AcSS8, trong đó có 2 hợp chất mới pseudodestruxin C và β-Me-Pro destruxin E
chlorohydrin cùng với 6 hợp chất đã biết gồm destruxin B, destruxin E chlorohydrin,
roseotoxin B, roseocardin, isariin và isariin B. Trong đó destruxin được báo cáo là
các hợp chất có cấu trúc thuộc nhóm cyclodepsi-peptide thể hiện nhiều hoạt tính sinh
học như gây độc tế bào, kháng sinh, ức chế miễn dịch và diệt côn trùng [108].
Dựa trên phân tích phổ 1
H NMR, Chen và cộng sự (2017) đã tuyển chọn được
chủng vi nấm biển Leptosphaerulina sp. 2012F7-1B có cặn chiết thô thể hiện các tín
hiệu proton tại vùng trường thấp (6-11 ppm). Chủng vi nấm được lên men và phân
tách được 6 hợp chất chứa cấu trúc vòng thơm gồm 5 dẫn xuất 6-methylpyridinone

32. 17
và 1 dẫn xuất 6-methylpyranone, trong đó có 2 hợp chất mới [109]. Bên cạnh phương
pháp sàng lọc hóa học dựa trên TLC và NMR, nhiều nhóm nghiên cứu đã sử dụng
HPLC/UV/MS để dự đoán thành phần hóa học chứa trong cặn chiết của các chủng có
hoạt tính sinh học cao. Kossuga và cộng sự (2012) đã đánh giá hoạt tính kháng sinh
và gây độc tế bào của 688 chủng vi nấm đồng thời phân tích cặn chiết thô trên
HPLC/UV/MS. Dựa trên kết quả sàng lọc đã tuyển chọn được 5 chủng có hoạt tính
sinh học cao cùng phổ chất quan tâm, trong đó có 4 chủng thuộc chi Penicillium. Điều
thú vị là cả 8 hợp chất thu nhận từ 5 chủng vi nấm tuyển chọn đều có cấu trúc dạng
vòng thơm, trong đó có hợp chất mới là pyrenocin J [110]. Hoạt tính kháng sinh và
gây độc tế bào của các hợp chất thuộc nhóm pyrenocine đã được khẳng định bởi nhiều
công bố khoa học [111].
Ngoài ra, phương pháp sàng lọc dựa trên sắc ký khí kết hợp khối phổ (GC-MS)
cũng được đánh giá hiệu quả do có độ nhạy và tính chuẩn xác cao [112]. Salvatore
và cộng sự (2018) đã phát hiện được nhiều hợp chất thuộc nhóm chất vòng thơm gồm
diketopiperazine, flavonoid, anthraquinone, sterol và chalcone từ các chủng vi nấm
thuộc chi Aspergillus khi phân tích cặn chiết trên GC-MS. Kết quả này một lần nữa
khẳng định tiềm năng sinh tổng hợp chất chuyển hóa thứ cấp với các đặc tính hóa học
và sinh học có giá trị ứng dụng trong y học của các chủng thuộc chi Aspergillus có
nguồn gốc từ biển.
Các nghiên cứu đã cho thấy sàng lọc chủng vi nấm dựa trên phân tích hóa học
và sinh học là phương pháp hữu hiệu để tuyển chọn chủng vi nấm có khả năng sản
sinh các hợp chất chuyển hóa thứ cấp với hoạt tính sinh học có giá trị. Bên cạnh đó,
việc phân loại chủng vi nấm tuyển chọn cũng được các nhà khoa học quan tâm vì đây
là cơ sở để so sánh với các tài liệu công bố về các hợp chất tự nhiên mới từ vi nấm
[110].
1.2. Môi trường lên men và ảnh hưởng của điều kiện lên men đến khả năng sinh tổng
hợp chất kháng sinh của vi nấm biển
1.2.1. Đặc điểm của quá trình lên men sinh chất kháng sinh
Thuốc kháng sinh là chất chuyển hóa thứ cấp được định nghĩa là các sản phẩm
hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp do vi sinh vật tạo ra và có khả năng kháng lại các

33. 18
vi sinh vật khác ở nồng độ thấp [113]. Phần lớn các vi sinh vật đều có điểm chung là
bắt đầu phát triển và tạo sinh khối nhanh ở giai đoạn đầu trong quá trình lên men. Khi
chất dinh dưỡng cạn kiệt ở giữa và cuối pha cân bằng cũng chính là thời điểm các
hợp chất chuyển hóa thứ cấp được sản sinh và tích tụ cao nhất trong môi trường nuôi
cấy [114, 115].
Doshida và cộng sự (1996) đã khảo sát thời gian lên men thích hợp cho sinh
tổng hợp chất kháng sinh của chủng vi nấm biển Exophiala pisciphila NI10102. Mặc
dù, chủng vi nấm này đạt đến pha cân bằng sau 5 ngày lên men nhưng hợp chất kháng
sinh chỉ bắt đầu được sinh tổng hợp từ ngày lên men thứ 6. Kết quả nghiên cứu cho
thấy thời gian thích hợp nhất để thu nhận hợp chất kháng sinh là sau 10 ngày lên men,
tại thời điểm cuối pha cân bằng [116]. Ở một nghiên cứu khác, chủng vi nấm biển P.
citrinum S36 bắt đầu tăng trưởng nhanh từ ngày thứ 5 của chu trình lên men khi được
nuôi cấy trên môi trường rắn chứa cơ chất chính là cám lúa mì. Tuy nhiên, hàm lượng
chất kháng sinh thu được cao nhất ở thời điểm đạt pha cân bằng sau 7 ngày lên men
[117].
Nghiên cứu của Xiong và cộng sự (2009) cho thấy chủng vi nấm biển
Cladosporium sp. F14 phát triển chậm sau 5 ngày lên men trên môi trường canh có
chứa 10 g/L glucose, 5 g/L tryptone, và 5 g/L dịch chiết nấm men. Chủng vi nấm bắt
đầu phát triển nhanh sau 6 ngày lên men và đạt đến cuối pha cân bằng sau 10 – 11
ngày lên men. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy hàm lượng chất kháng sinh bắt đầu
được sinh tổng hợp mạnh sau 9 ngày lên men [118]. Tương tự, chủng vi nấm biển A.
niger KC 582297 cũng sản sinh chất kháng sinh đạt tối đa vào giữa pha cân bằng, sau
6 ngày lên men trên môi trường Sabouraud Dextrose [119].
Một trong những hạn chế của quá trình thu nhận các chất chuyển hóa thứ cấp từ
vi sinh vật là sản lượng thu hồi thấp nên gây khó khăn cho công đoạn tách chiết, tinh
sạch và xác định hoạt tính sinh học. Điều này được các nhà khoa học lí giải là do các
chất chuyển hóa thứ cấp chỉ được sản sinh trong điều kiện lên men thích hợp đồng thời
quá trình sinh tổng hợp này luôn luôn phải cạnh tranh với các quá trình trao đổi chất
thiết yếu của vi sinh vật. Do đó, việc thay đổi hàm lượng dinh dưỡng hoặc các điều
kiện môi trường có thể thu được hàm lượng tối đa các hoạt chất sinh học [114, 115].

34. 19
1.2.2. Môi trường lên men vi nấm sinh kháng sinh
Môi trường lên men là một yếu tố đặc biệt quan trọng tác động trực tiếp đến
sự tăng trưởng và sinh tổng hợp chất kháng sinh của vi nấm vì nó cung cấp chất dinh
dưỡng cho sự hình thành sợi nấm cũng như các quá trình chuyển hóa [120]. Sự thay
đổi về môi trường và điều kiện lên men có thể thay đổi cấu trúc cũng như hàm lượng
của các hợp chất chuyển hóa thứ cấp được sinh tổng hợp từ các chủng vi nấm [11].
Có hai phương pháp lên men được sử dụng phổ biến hiện nay là lên men rắn (Solid
State Fermentation – SSF) và lên men chìm (Submerged Fermentation - SmF).
1.2.2.1. Lên men rắn
Lên men SSF là phương pháp lên men các vi sinh vật trên các chất nền rắn ẩm,
hoặc trên các chất mang trơ và được ứng dụng hiệu quả trong suốt thế kỷ qua trong
nhiều ngành công nghệ thực phẩm và y dược [121]. Gần đây, phương pháp lên men
này đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất các hợp chất vi sinh vì những lợi
ích kinh tế mà chúng mang lại như năng suất lên men và nồng độ sản phẩm cuối cùng
cao, ức chế dị hóa thấp đồng thời yêu cầu điều kiện vô trùng thấp hơn so với phương
pháp lên men lỏng [122]. Đặc biệt, lên men SSF đang là mối quan tâm đối với các
nước có nhiều sản lượng nông nghiệp vì có thể tận dụng được nguồn nguyên liệu giá
rẻ [123]. Nhiều cơ chất khác nhau đã được sử dụng trong quá trình sản xuất các loại
kháng sinh bao gồm cám lúa mì cho kháng sinh cephamycin [124], lõi ngô cho
oxytetracyline [125], khoai lang cho tetracyline [126], bã mía cho cephalosporin C
[127], cám lúa mì và vỏ cam cho sản sinh lovastatin từ chủng Penicillium
funiculosum NCIM 1174 [128].
Nhiều báo cáo đã cho thấy hiệu quả của quá trình sản sinh các hợp chất kháng
sinh và các hợp chất ức chế miễn dịch trên môi trường rắn [129]. Cụ thể, chủng vi
nấm biển P. citrinum S36 phân lập từ mẫu trầm tích thuộc vùng biển Ai Cập sản sinh
chất kháng sinh hiệu quả trong môi trường chứa cơ chất chính là cám lúa mì đồng
thời bổ sung 1% amoni sunfate và nước biển để đạt được độ ẩm sau khi cấy nấm là
60% (w/v) [130]. Tương tự, chủng vi nấm A. chrysogenum ATCC 48272 cũng sinh
tổng hợp cephalosporin C với hàm lượng cao khi lên men trong môi trường chứa 10
g cám lúa mì và nhiều loại muối khoáng gồm 0,5 g K2HPO4, 0,5 g MgSO4.7H2O,

35. 20
0,01 g FeSO4.7H2O và 0,5 g NaCl [131].
Trong nghiên cứu của Gao và cộng sự (2011), chủng vi nấm biển P.
chrysogenum QEN-24S được phân lập từ rong đỏ Laurencia sp., sinh tổng hợp được
hợp chất penicisteroid A mới có hoạt tính kháng nấm cao khi lên men trong môi
trường gạo ở nhiệt độ phòng [132]. Nhóm nghiên cứu của Kanoh cũng đã thu nhận
được hợp chất kháng sinh mới sulfoalkylresorcinol từ chủng vi nấm biển
Zygosporium sp. KNC52 khi nuôi cấy trong môi trường rắn gồm các thành phần 0,5%
glucose, 2,0% glycerol, 0,2% dịch chiết nấm men, 0,25% NaCl và 1,5% agar. Hợp
chất này đã thể hiện hoạt tính kháng sinh đặc hiệu với các chủng vi sinh vật kháng
kháng sinh bao gồm Mycobacterium tuberculosis (MDR-TB), M. bovis BCG, M.
avium, P. aeruginosa (MDRP), và S. aureus (MRSA) [133].
Phương pháp lên men SSF còn được chứng minh tạo ra lượng sản phẩm ổn
định hơn, yêu cầu cung cấp năng lượng ít hơn và đặc biệt là thu hồi sản phẩm đơn
giản, dễ dàng hơn [134]. Điều này được các nhà khoa học lí giải rằng khi lên men
trên môi trường rắn, các sợi nấm phát triển kết hợp với nhau tạo thành hệ sợi bám
trên chất nền nên thuận lợi cho việc sản sinh các chất chuyển hóa [135]. Nếu quá trình
lên men vi nấm được thực hiện trong môi trường lỏng có thể xảy ra một số bất lợi
cho việc hình thành các sản phẩm chuyển hóa do độ nhớt môi trường cao ảnh hưởng
đến việc vận chuyển oxy. Đồng thời, các chủng vi nấm tiết ra các chất chuyển hóa sẽ
làm tăng thêm độ nhớt của môi trường lỏng và cản trở quá trình hình thành các chất
chuyển hóa thứ cấp [136]. Vì vậy, lên men SSF được xem là kỹ thuật phù hợp cho
các vi sinh vật yêu cầu độ ẩm thấp như vi nấm [137]. Trong khuôn khổ luận án này,
phương pháp lên men rắn trên môi trường gạo được sử dụng để nghiên cứu thu nhận
các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học từ vi nấm biển.
1.2.2.2. Lên men chìm
Hiện nay, bên cạnh lên men SSF, phương pháp lên men SmF đang được sử
dụng khá phổ biến để nghiên cứu các hợp chất kháng sinh cũng như các chất chuyển
hóa có hoạt tính sinh học khác. Một điểm cần lưu ý trong quá trình lên men lỏng là
các chất dinh dưỡng được vi sinh vật sử dụng khá nhanh, do đó cần có khảo sát cụ
thể để bổ sung các thành phần dinh dưỡng với tỉ lệ phù hợp vào môi trường nuôi cấy.

36. 21
Kỹ thuật lên men này được đánh giá là phù hợp cho lên men các chủng vi sinh vật
yêu cầu độ ẩm cao, đặc biệt là vi khuẩn [137].
Một trong những ưu điểm nổi bật khi sử dụng môi trường lên men chìm là khả
năng kiểm soát hiệu quả các thông số của môi trường (pH, nhiệt độ, nồng độ oxy hòa
tan) trong suốt quá trình lên men để thu được lượng chất chuyển hóa như mong muốn.
Khi chủng vi sinh vật được cấy vào môi trường lỏng sẽ được phân tán đều và tiếp xúc
với các chất dinh dưỡng nên sự tăng trưởng diễn ra nhanh hơn so với lên men rắn.
Ngoài ra, kỹ thuật lên men SmF còn có ưu điểm là dễ dàng triển khai cơ khí hóa và
tự động hóa trên các thiết bị ứng dụng nên được ứng dụng phổ biến trong các quy mô
công nghiệp [131].
Môi trường lỏng thường được sử dụng trong nghiên cứu chất kháng sinh từ vi
nấm biển là canh khoai tây dextrose PDB (Potato Dextrose Broth). Cụ thể, Devi và
cộng sự (2009) đã sử dụng môi trường PDB chứa 200 g tinh bột khoai tây, 20 g đường
dextrose hòa trong 500 mL nước cất và 500 mL nước biển để khảo sát khả năng sinh
tổng hợp citrinin từ chủng vi nấm biển P. chrysogenum MTCC 5108 [138]. Chủng vi
nấm P. brocae MA-231 được phân lập từ mô của cây rừng ngập mặn Avicennia
marina cũng sinh tổng hợp được 5 hợp chất penicibrocazine A–E mới khi được lên
men trên môi trường canh khoai tây – dextrose (1000 mL nước biển, 20 g glucose, 5
g peptone, 3 g yeast extract, và 200 g dịch chiết khoai tây, pH 6,5–7,0, thể tích môi
trường/bình 300 mL) trong 30 ngày ở nhiệt độ phòng. Các hợp chất này ức chế sự
phát triển của các chủng vi sinh vật Aeromonas hydrophilia, E. coli, Micrococcus
luteus, S. aureus, Vibrio harveyi, V. parahaemolyticus, Alternaria brassicae,
Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium graminearum, và Gaeumannomyces
graminis với các giá trị MIC từ 0,25 đến 64 μg/mL [139]. Môi trường PDB này cũng
được dùng để khảo sát hoạt tính kháng sinh của các chủng vi nấm biển phân lập từ
rừng ngập mặn ở Malaysia [140] và vi nấm biển từ đảo Pohnpei và Palau, Liên bang
Micronesia [141].
Chủng vi nấm Stagonosporopsis cucurbitacearum YM-215343 đã sản sinh
bốn hợp chất didymellamide A-D mới khi lên men trên môi trường canh chứa lúa mì
(150 g/bình Roux 500 mL) và nước biển (50 mL/bình Roux 500 mL) ở 25°C. Trong

37. 22
đó, hợp chất didymellamide A thể hiện hoạt tính kháng sinh đặc hiệu đối với các vi
sinh vật thử nghiệm gồm C. albicans, C. glabrata, và Cryptococcus neoformans với
các giá trị MIC từ 1,6 đến 3,1 μg/mL [142].
Để thấy được vai trò quan trọng của môi trường lên men, Liu và cộng sự (2015)
đã tiến hành lên men đồng thời chủng vi nấm biển Penicillium adametzioides AS-53
trên hai kiểu môi trường khác nhau gồm môi trường lỏng (canh khoai tây – dextrose)
và môi trường rắn (môi trường gạo). Kết quả cho thấy hai hợp chất mới gồm acorane
sesquiterpene và dimethyl-N-(phenylacetyl)-glutamate được thu nhận từ dịch chiết
môi trường lên men gạo. Điều đặc biệt là hai hợp chất mới này không được sinh tổng
hợp bởi chủng P. adametzioides AS-53 trong điều kiện lên men chìm [143]. Một công
bố khác cũng cho thấy sự thay đổi đáng kể quá trình chuyển hóa khi chủng vi nấm
biển Penicillium sp. F23-2 được chuyển từ lên men lỏng sang lên men rắn trên môi
trường gạo. Chủng vi nấm này sản sinh năm dẫn xuất axit ambuic mới (penicyclones
A – E) thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với S. aureus khi tiến hành lên men trên
môi trường gạo [144]. Từ các công trình nghiên cứu có thể thấy được sự đa dạng của
các loại môi trường lên men được ứng dụng trong điều tra chất kháng sinh từ vi nấm
biển. Vì vậy, cần có những nghiên cứu chi tiết để lựa chọn được môi trường lên men
thích hợp hướng đến phát hiện và thu nhận các chất kháng sinh có hàm lượng và hoạt
tính cao từ nguồn vi nấm biển [145].
1.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện lên men đến khả năng sinh tổng hợp chất kháng
sinh của vi nấm biển
Quá trình lên men thu nhận chất kháng sinh từ vi nấm biển chịu sự tác động
của nhiều yếu tố bao gồm thời gian, pH môi trường, nhiệt độ, độ mặn và nguồn carbon,
nitơ [146].
1.2.3.1. Ảnh hưởng của thời gian lên men
Xác định chu trình lên men thích hợp đối với từng chủng vi sinh vật là rất cần
thiết để thu nhận tối đa các sản phẩm chuyển hóa vì mỗi chủng có giai đoạn phát triển
và sản sinh chất chuyển hóa khác nhau. Hầu hết các chủng vi sinh vật đều có điểm
chung là sản sinh các hợp chất chuyển hóa thứ cấp vào giữa và cuối pha cân bằng của
chu trình lên men [147].

38. 23
Trong nghiên cứu của Smitha và Philip (2014), chủng vi nấm biển P. citrinum
S36 sinh tổng hợp chất kháng sinh tối đa vào giữa pha cân bằng, sau 7 ngày lên men
[130]. Trong khi chủng vi nấm A. chrysogenum ATCC 48272 đạt đến pha cân bằng
chỉ sau 4 ngày lên men và tạo ra lượng kháng sinh cephalosporin C đạt cao nhất vào
ngày thứ 5 của chu trình lên men [131]. Tương tự, chủng vi nấm biển A. terreus var.
africanus được phân lập từ vùng biển Alexandria, Ai Cập có thời gian lên men tối ưu
cho sinh tổng hợp chất kháng khuẩn cũng vào cuối pha cân bằng, sau 6 ngày lên men
[148]. Nghiên cứu của Miao và Qian (2005) cho thấy chủng Cladosporium sp. F2
được phân lập tại vùng biển Hồng Kông sản xuất kháng sinh tối đa chỉ sau 4 ngày lên
men [149].
Zhao và cộng sự (2018) cũng đã tiến hành khảo sát chu trình lên men sinh tổng
hợp chất penicilazaphilone C có hoạt tính kháng khuẩn và gây độc tế bào từ chủng vi
nấm biển P. sclerotiorum M – 22. Kết quả cho thấy sinh khối chủng vi nấm bắt đầu
được tạo ra nhanh sau 10 ngày lên men và đạt đến pha cân bằng vào ngày thứ 15 của
chu trình. Trong khi đó, hợp chất penicilazaphilone C được tạo ra với lượng tương
đối vào giữa pha cân bằng và đạt cao nhất vào thời điểm gần cuối pha cân bằng, sau
25 ngày lên men (Hình 1.2) [150].
Hình 1.2. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến khả năng tạo sinh khối
và sinh tổng hợp chất penicilazaphilone C (PAC) của chủng vi nấm biển
Penicillium sclerotiorum M – 22 [150]

39. 24
Một số chủng vi nấm lại cần có thời gian lên men kéo dài hơn để đạt đến pha
cân bằng và thu được lượng kháng sinh tối đa. Đối với trường hợp nấm nội sinh
Fusarium sp. DF2, chủng này được ghi nhận sản xuất lượng kháng sinh cao nhất khi
đạt đến pha ổn định sau 10 ngày lên men và giữ gần như không đổi đến 15 ngày [151].
Tương tự, chủng vi nấm biển P. waksmanii Zaleski được phân lập tại vùng cửa sông
Loire (Pháp) có khả năng sinh tổng hợp griseofulvin cao nhất sau 14 ngày vào cuối
pha cân bằng khi lên men trên môi trường rắn [152]. Chủng vi nấm P. chrysogenum
MTCC 5108 được phân lập từ lá cây Porteresia coarctata ở vùng rừng ngập mặn ở
Ấn Độ sản xuất cinitrin với hàm lượng cao nhất sau 15 ngày lên men. Hàm lượng
citrin tạo ra gần như cạn kiệt hoàn toàn khi tiếp tục kéo dài thời gian lên men đến 30
ngày [138]. Các nghiên cứu đã chứng tỏ thời gian tối ưu để sinh tổng hợp chất kháng
sinh là khác nhau tùy thuộc vào đặc tính sinh học của từng chủng và điều kiện lên
men. Nghiên cứu cũng cho thấy các chủng vi nấm được lên men trong môi trường
lỏng có thời gian sản sinh chất kháng sinh đạt tối đa trong thời gian ngắn hơn so với
môi trường rắn.
1.2.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối
Thống kê kết quả nghiên cứu từ năm 2010 đến 2015 cho thấy có đến 700 hợp
chất được thu nhận từ vi nấm biển, trong đó có 285 hợp chất thể hiện hoạt tính kháng
sinh và 116 hợp chất kháng sinh có xác định cấu trúc mới. Kết quả này cho thấy vi
nấm biển thực sự là nguồn tiềm năng các hợp chất tự nhiên mới. Nhiều nghiên cứu
cho rằng chính độ mặn của môi trường biển đã tác động đến khả năng sinh tổng hợp
các hoạt chất sinh học tiềm năng của vi nấm biển. Vì vậy, các nhà khoa học khẳng
định sự cần thiết của các nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn môi trường nuôi cấy đến
quá trình phát triển và sản sinh chất chuyển hóa của vi sinh vật biển [46].
Huang và cộng sự (2011) đã có những nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng của
nồng độ muối đối với sự phát triển, trao đổi chất thứ cấp và hoạt tính kháng sinh của
47 chủng vi nấm biển được phân lập từ eo biển phía Tây của Đài Loan. Nghiên cứu
cho thấy NaCl có thể thúc đẩy sự phát triển và sản sinh chất kháng sinh của hầu hết
các chủng nấm biển được khảo sát [103]. Ở một công bố khác cũng cho thấy vi nấm
biển có khả năng phát triển nhanh hơn trong môi trường chứa 4% NaCl trong khi các

40. 25
chủng vi nấm trên cạn bị ức chế phát triển ở nồng độ muối này [141]. Điều này chứng
tỏ các chủng vi nấm biển cần muối NaCl ở nồng độ thích hợp để phát triển và sinh
tổng hợp chất kháng sinh. Vẫn chưa có những lý giải rõ ràng vì sao các chủng vi nấm
biển lại có mức độ chịu mặn khác nhau mặc dù được phân lập trên cùng một khu vực.
Dela Cruz và cộng sự (2006) cho rằng không có sự tương quan đáng kể giữa các vị
trí phân lập và khả năng chịu mặn của vi nấm biển [153]. Nghiên cứu của Cantrell và
cộng sự (2006) đã phát hiện vi nấm biển có thành tế bào màu tối có khả năng chịu
được độ mặn cao hơn [154].
Các nhà khoa học cho rằng việc tiến hành lên men vi nấm trong các điều kiện
khắc nghiệt sẽ kích hoạt các nhóm gen sinh tổng hợp các hợp chất mới. Sự đáp ứng
với nồng độ muối cao được xem là một trong những phương pháp để kích hoạt vi
nấm biển sản sinh các hợp chất kháng sinh mới. Giả thuyết này đã được chứng minh
khi tiến hành lên men chủng vi nấm có nguồn gốc từ trầm tích biển A. terreus PT06-
2 ở các nồng độ muối khác nhau. Kết quả cho thấy 3 hợp chất kháng sinh mới gồm
terremides A-B và terrelactone A được tạo ra khi chủng vi nấm này được lên men ở
nồng độ muối cao nhất (10%) [25]. Tương tự, sự tăng trưởng trong điều kiện có độ
mặn cao (10%) của chủng vi nấm có nguồn gốc từ biển Spicaria elegans KLA-03 đã
kích thích sản sinh ra 6 hợp chất, trong đó có một hợp chất mới là axit (2E,2’
Z)-3,3’
-
(6,6’
-dihydroxybiphenyl-3,3’
-diyl) diacrylic thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với
P. aeruginosa và E. coli [155].
Trường hợp đặc biệt xảy ra ở vi nấm biển A. saccharicola khi chủng này có
khả năng tăng trưởng nhanh hơn trong môi trường nước ngọt so với nước biển có độ
mặn 1,7% hoặc 3,4%. Sự thay đổi độ mặn cũng đã làm biến đổi màu sắc của sợi nấm
từ hồng sáng trong môi trường nước biển, xám hồng trong môi trường chứa 50% nước
biển đến màu đen trong nước ngọt. Mặc dù chủng vi nấm này tăng trưởng nhanh hơn
khi giảm độ mặn trong môi trường nuôi cấy nhưng hoạt tính kháng khuẩn của nó lại
thay đổi theo hướng ngược lại. Môi trường có độ mặn cao đã thúc đẩy khả năng sinh
tổng hợp chất kháng khuẩn của chủng vi nấm biển này và hoạt tính kháng khuẩn đạt
cực đại ở nồng độ muối 5 g/L. Để lí giải điều này, nhóm nghiên cứu cho rằng vi nấm
A. saccharicola khi được nuôi cấy trong điều kiện có độ mặn cao đã thay đổi cơ chế
trao đổi chất để thích nghi với môi trường đồng thời kích thích sinh tổng hợp các chất

41. 26
kháng sinh [156]. Một số chủng vi nấm biển khác cũng có khả năng phát triển và sản
sinh chất kháng sinh tối ưu ở nồng độ muối cao (5 g/L) như Aspergillus sp. TSF 146
[157] và A. terreus KC 582297 [158].
Như vậy, nồng độ muối trong môi trường lên men có tác động đáng kể đến sự
phát triển và sinh tổng hợp kháng sinh của các chủng vi nấm biển. Mặc dù, các chủng
vi nấm này đều có nguồn gốc từ biển nhưng khả năng chịu mặn là hoàn toàn khác
nhau ở từng chủng.
1.2.3.3. Ảnh hưởng của pH
Vi nấm phát triển trong giới hạn pH khá rộng pH 2 - 9, trong đó phạm vi phát
triển tối ưu là giữa pH 5 - 7. Nghiên cứu cho thấy phần lớn các chủng vi nấm có khả
năng sinh tổng hợp các chất kháng sinh trong môi trường có pH dao động từ 5,0 đến
8,5. Trong suốt quá trình lên men, pH môi trường có thể thay đổi do vi nấm tiêu thụ
chất dinh dưỡng và sản sinh chất chuyển hóa. Sự tiết các axit hữu cơ như axit oxalic
cũng sẽ làm giảm độ pH môi trường. Ngược lại, việc đồng hóa các axit hữu cơ hoặc
thủy phân urê sẽ dẫn đến sự kiềm hóa môi trường lên men [159].
Yếu tố pH liên quan chặt chẽ đến đặc tính thẩm thấu của thành và màng tế bào
vi nấm nên ảnh hưởng trực tiếp đến sự hấp thu hoặc mất ion cũng như sự vận chuyển
các thành phần khác nhau qua màng khi được nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng.
Do đó, pH môi trường nuôi cấy là một trong những yếu tố quyết định sự trao đổi chất
đồng thời tác động mạnh mẽ đến quá trình sinh tổng hợp chất chuyển hóa [160].
Theo nghiên cứu của Mathan và cộng sự (2013), chủng vi nấm A. terreus KC
582297 thể hiện sự phát triển và sinh tổng hợp chất kháng khuẩn tối đa trong môi
trường có pH ban đầu 5,5. Sự tăng trưởng và hoạt tính kháng khuẩn của chủng vi nấm
giảm đi nhanh chóng khi tăng pH môi trường lên 7,0 [158]. Chủng vi nấm P. citrinum
S36 sản xuất kháng sinh đạt cao nhất khi lên men trong môi trường có pH 5,0. Kết
quả này cũng được ghi nhận ở chủng vi nấm biển Fusarium sp. SS2 [161]. Cuadra và
cộng sự (2008) báo cáo rằng sản lượng cephalosporin C thu được từ A. chrysogenum
C10 đạt tối ưu với pH ban đầu 5,8 [127]. Trong khi chủng A. chrysogenum ATCC
48272 sản xuất kháng sinh cao nhất ở pH 6,5 [131]. Nghiên cứu cũng cho thấy pH
6,0 kích thích sự phát triển cũng như sinh tổng hợp các chất chuyển hóa của chủng vi

42. 27
nấm Fusarium sp. DF2 trong khi sự tăng trưởng hầu như không được ghi nhận ở
pH<3 và pH>11 [151].
Như vậy, nhiều bằng chứng cho thấy rằng vi nấm biển phát triển và sản sinh
chất chuyển hóa thích hợp trong điều kiện axit yếu đến trung tính. Có thể thấy pH
môi trường lên men thích hợp phụ thuộc vào từng chủng vi nấm và sản phẩm chuyển
hóa. Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh việc khảo sát ảnh hưởng của pH môi
trường lên khả năng tổng hợp chất kháng sinh của vi nấm biển là cần thiết để đạt được
hiệu suất cao.
1.2.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ môi trường là một yếu tố quan trọng và ảnh hưởng đáng kể đến sự
phát triển của hầu hết các loại vi nấm. Vi nấm biển có khả năng tăng trưởng tốt trong
phạm vi nhiệt độ khá rộng 10-35°C. Các chủng vi nấm có thể được phân chia theo
khả năng thích nghi với nhiệt độ của chúng, bao gồm vi nấm chịu lạnh, ưa lạnh, trung
tính, ưa nhiệt và chịu nhiệt. Mỗi loài có nhiệt độ tối ưu để phát triển và sinh tổng hợp
chất chuyển hóa khác nhau [162].
Hầu hết các chủng vi nấm biển đều phát triển và sản sinh chất chuyển hóa tối
ưu trong khoảng nhiệt độ trung bình từ 25 đến 30o
C [163]. Cụ thể, chủng A.
chrysogenum ATCC 48272 có khả năng sản xuất cephalosporin C đạt mức cao nhất
ở 30o
C [131]. Sự tăng trưởng và sản sinh hợp chất chuyển hóa tối đa của chủng
Fusarium sp. DF2 được ghi nhận ở nhiệt độ lên men 25o
C. Hoạt tính kháng sinh của
chủng vi nấm này giảm đi rõ rệt khi lên men ở nhiệt độ 15o
C và 40o
C [151]. Nghiên
cứu chứng minh rằng nhiệt độ thấp có thể làm ngừng các hoạt động trao đổi chất của
vi nấm trong khi nhiệt độ cao sẽ giết chết các tế bào của chúng.
Nghiên cứu của Miao và cộng sự (2006) cho thấy vi nấm biển A. saccharicola
tăng trưởng mạnh hơn khi nhiệt độ lên men tăng từ 15 đến 25°C, nhưng chủng này
gần như ngừng phát triển khi nuôi cấy ở 35o
C. Song song với sự phát triển, hoạt tính
kháng khuẩn của chủng vi nấm cũng tăng lên đáng kể và đạt tối ưu khi nhiệt độ nuôi
cấy tăng từ 15 đến 25°C. Tuy nhiên, hoạt tính kháng khuẩn giảm đi nhanh chóng ở
30°C và bị ức chế hoàn toàn ở 35°C [156]. Mathan và cộng sự (2013) cũng đã khảo
sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh khối và sản sinh chất chuyển hóa sinh học của